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基于遥感观测的台湾东北部表层上升流短周期变化过程

尹文彬   2019-02-19

       近日,我室与浙江大学海洋学院联合培养的博士生(已毕业)尹文彬在Journal of Geophysical Research-Oceans上正式发表了台湾东北部表层上升流短周期变化相关的论文,通讯作者为我室黄大吉研究员。该论文为其博士期间成果,已被JGR-Oceans编辑选为亮点论文(Editors' Highlight)并在AGU(American Geophysical Union)网站进行了推荐。

       台湾东北部的上升流是黑潮与东海进行跨陆架交换的主要通道。虽然在以往的研究中台湾东北部表层上升流的准两周变化过程偶被提及,但是由于受到观测数据的时空分辨率以及空间覆盖的限制,其完整的变化过程以及相应的动力机制尚不清晰。为了从卫星SST影像中将表层上升流提取出来,本研究首创了一种基于温度梯度的边缘检测算法。结果表明该算法虽然简单,但可以自动从SST卫星影像中将上升流特征准确的提取出来,具有良好的普适性,可以被推广到全球其他类似的上升流区域。随后本研究把地球静止轨道卫星向日葵8号观测到的一次完整的表层上升流短周期变化过程作为例子从上升流强度、面积以及形态三个方面进行了分析。结果表明整个短周期变化过程持续了大约17天,可以分为增强和衰减两个阶段。在此期间,表层上升流在黑潮的平流输送下向东北方向移动。为了得到表层上升流短周期变化过程的统计规律,本研究又对最近8年(2010-2017)的多源卫星融合海表温度影像进行了统计分析。统计结果表明大部分的短周期变化过程发生在夏季,平均周期约为15±5天;表层上升流在此期间的移动轨迹可以分为三种:在陆坡处保持静止,跨越陆坡向北移动以及沿陆坡向东北移动;后两种揭示出了一条涌升到表层的黑潮次表层水参与跨陆架交换的新通道。对短周期变化过程动力机制的初步讨论表明观测到的表层上升流短周期变化过程是黑潮短周期扰动、海表风场涡度的快速转换以及过境毗邻海域的台风等多种因素共同作用的结果。本研究的结果将会增强目前对于台湾东北部表层上升流变化过程的理解,提升对于涌升到表层的黑潮次表层水参与跨陆架交换过程的认知。

本文公开下载网址:https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2018JC014537

引用格式:Yin, W., & Huang, D. [2019]. Short‐term variations in the surface upwelling off northeastern Taiwan observed via satellite data. Journal of Geophysical Research: Oceans, 124. https://doi.org/10.1029/2018JC014537

AGU本文推荐网址:https://eos.org/editor-highlights/route-for-upwelled-kuroshio-waters-into-east-china-sea-shelf

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图1 基于温度梯度的边缘检测算法示意图

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图2向日葵8号卫星SST数据记录的发生在2016年7月18日-8月3日之间的一次台湾东北部表层上升流的短周期变化过程

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图3从多源卫星融合数据中提取出来的2010-2017年所有表层上升流短周期变化过程中心点的移动轨迹(a)以及三种轨迹类型:停留在陆坡附近几乎保持不动(b),越过陆坡向正北方向移动(c)以及沿陆坡向东北方向移动(d)。图(b-d)中的背景色是同期高度计流场的平均动能分布,灰色箭头代表平均流场